水產品中生物胺的形成規律研究綜述

肖紫柔，張 瑾，周 玲，賀 江，楊品紅

（湖南文理學院生命與環境科學學院，環洞庭湖水產健康養殖與加工湖南省重點實驗室，湖南 常德 415000）

水產品營養價值高，富含氨基酸、不飽和脂肪酸、礦物質等營養物質，同時脂肪含量相對較低，因此深受人們喜愛，也是中國居民膳食指南的重要組成部分[1]。然而，因食用不新鮮水產品而導致食物中毒的事件也屢見報道，其主要原因是生物胺攝入過量。生物胺是人體細胞必不可少的組成部分，適量時可以調節人體的各種生理機能，攝入量過高或者在體內聚集過多則會對人體造成傷害。為此，許多國家和國際組織規定了食品中可容許的生物胺最高水平，例如，中國食品安全標準規定，水產品中組胺的含量不得超過50 mg/kg[2]，美國食品藥物管理局建議一般食品中的組胺限量為50 mg/kg[3]，歐盟則規定鯖魚中組胺的最高含量為100 mg/kg，魚和魚產品中總生物胺的最高含量為200 mg/kg[4]。國內外學者針對水產品中生物胺的定量分析檢測已進行了一系列研究，因此，系統揭示水產品中生物胺的形成規律，并在此基礎上探討相應的防控措施，對建立水產品中生物胺的控制體系具有重要意義。

1 生物胺概述

1.1 生物胺的結構、功能與危害

生物胺是一類具有生物活性的低分子含氮有機化合物的總稱，根據其氨分子中氫原子被烷基或芳香基取代的情況，可分為三大類：脂肪族、芳香族和雜環族（表1）。此外，根據胺基的數量，可將其分為單胺，二胺或多胺。還可根據生物胺在人體內的生理功能分為精神活性物質和血管活性物質，前者與神經系統有關，包括組胺、腐胺和尸胺，而后者作用于心血管系統，有酪胺、色胺等[5]。表1對生物的生理功能及其過量攝入時的危害進行了概述。

表1 生物胺的生理活性與危害

1.2 生物胺的形成途徑

生物胺的形成包括內源性途徑和外源性途徑（圖1）。內源性生物胺，是指在活細胞的正常代謝過程中，由不同組織內合成產生并通過血液系統傳遞的神經遞質，一些脂肪族生物胺也可以通過醛或酮的轉氨作用產生。外源性生物胺是指能在食品原料和加工品中檢測到的抗營養因子，可直接從食物中吸收，再在人體內聚集；其通常是在不同氨基酸脫羧酶的作用下，從不同氨基酸中除去α-羧基而形成的胺類化合物[9]。趙忠輝等[10]分析了雜色蛤、雜色鮑等水產品中7種生物胺的含量，結果表明新鮮水產品中生物胺含量微乎其微，或僅含少量精胺和亞精胺；腐敗水產品中檢出大量生物胺，包括酪胺、腐胺和尸胺等。說明與魚類腐敗相關的各種細菌是引起水產品中生物胺形成的主要原因。這些微生物通常位于魚類的皮膚、鰓或胃腸道中，也可因屠宰時操作不慎而擴散至肌肉組織[11]。

圖1 部分生物胺的形成途徑

2 水產品中生物胺形成的影響因素

2.1 加工工藝對水產品中生物胺含量的影響

去內臟處理是水產品加工工藝流程中最常見的前處理手段，去除內臟可減少魚體內微生物的負荷量[12]。PALEOLOGOS等[13]探究發現直接去除內臟的大西洋鱈和鱒魚的貨架壽命比未去除內臟的冰鱈和鱒魚的貨架壽命長，并且在去除內臟的樣本中的尸胺和組胺濃度明顯低于未去除內臟的樣本。趙慶志[14]通過探究去內臟和不去內臟對鮐魚和藍圓鲹體內生物胺變化規律的影響，也同樣證實了去內臟處理能減少水產品中生物胺的產生。這些相關研究均說明水產品中生物胺的形成是微生物大量繁殖的結果。

加工處理時的溫度對生物胺的形成也有很大的影響。適當的溫度可以在保持產品風味的基礎上抑制產胺菌的生成，是控制生物胺形成的有效途徑。油炸等加工方法使原料直接與高溫金屬容器或明火接觸，讓食品在短時間內迅速升溫，各組分反應劇烈。此外，由于水分的快速蒸發，產品表面干燥，將更有利于生物胺的生成。

微生物發酵是食品加工和保藏中最古老和最實用的技術之一，在發酵過程中，魚體內的游離氨基酸與生物胺呈正相關。微生物分泌的氨基酸脫羧酶，作用于蛋白質產生游離氨基酸和相應的生物胺。隨著二氧化碳的產生，在成熟和貯藏過程中，氨基酸和生物胺的含量顯著增加[15]。發酵過程中的鹽析能有效抑制生物胺的形成，尤其是在高濃度鹽處理下，效果更加明顯。一般來說，鹽含量越高，會導致生物胺含量明顯減少。這是因為較高的鹽濃度降低了環境中的水分活度，這可以抑制生物胺形成所需的微生物和酶的活性。劉瑋[16]考察了腌制之后封鳊魚中生物胺含量的變化，其中精胺含量有所降低，亞精胺、色胺、尸胺、苯乙胺、腐胺和組胺含量都大幅上升，但仍低于國家限量標準?？傮w來看，魚類加工制品中的生物胺含量均高于新鮮魚類[17]。

2.2 貯藏條件對水產品中生物胺含量的影響

貯藏期間溫度較高會促進產品中微生物的生長，從而導致水產品肌肉組織中蛋白質水解和脫羧酶活性的增加。因此，較低的貯藏溫度有助于提高產品質量和延長保質期。錢佳敏等[18]研究表明在-18℃凍藏和4℃冷藏條件下，熗蟹中苯乙胺、尸胺和組胺在第10 d后檢出，貯藏期間亞精胺含量相對穩定，精胺含量在貯藏后期少量降低。與4℃冷藏相比，-18℃凍藏可以有效抑制熗蟹中生物胺的生成，以色胺、腐胺、酪胺的抑制效果較好。說明凍藏能夠讓熗蟹保持較長時間的風味，維持食品良好的口感。

除溫度外，貯藏期間的酸堿度和氧化還原電位也會影響氨基酸脫羧酶的活性，脫羧作用是細胞對抗酸性脅迫的一種機制[19]。低酸堿度下，微生物更容易產生脫羧酶，作為對酸性的保護機制，會降低氧化還原電位，有利于組胺的形成[20]。錢茜茜[21]從傳統腌制海鱸魚中分離篩選出4株具有較高產胺能力的微生物，結果表明pH值的變化對產胺細菌的生長和產胺能力有一定的影響，在pH值4～5時（低酸堿度值）可以抑制產胺菌的生長。

YEW[22]等調查了印度鯖魚在不同CO2濃度（30%、60%、80%和100%）下貯藏時主要生物胺的含量，結果顯示，在以上CO2濃度包裝下的魚中，組胺濃度分別降低了6.4%、8.5%、70.3%、78.8%和90.2%。隨著CO2濃度的增加，生物胺產生的速率減慢，表明CO2濃度的增加抑制了一些產胺菌的生長。另有研究表明，氣調包裝（MAP）中的CO2（濃度> 60%）可使梭魚[23]和沙丁魚[24]中總生物胺含量顯著降低，進一步證明了CO2在抑制生物胺合成方面的顯著功效。MAP與其他滅菌工藝聯合使用，可更有效地抑制水產品中生物胺的形成。BRUNA L R 等[25]發現，虹鱒魚魚片通過聯合MAP（80% CO2/20% N2）與UV-C輻射（80% CO2/20% N2；106.32 mJ/cm2）兩種方式處理后，產品中菌落數量會大幅下降，從而減少腐胺和尸胺的產生。

2.3 不同種類水產品中生物胺含量的差異

不同水產品中氨基酸組成的不同會直接導致其生物胺含量的差異。PRESTER等[17]的研究表明，富含組氨酸（深色肌肉）的魚與缺乏組氨酸（白色肌肉）的魚相比，更容易形成組胺。深色肌肉魚（俗稱青皮紅肉魚）被認為容易產生組胺，能夠引發組胺中毒等食品安全事件的發生。但研究顯示[26]，作為白肉魚的牙鲆，在20 ℃貯藏4 d后，其體內組胺含量也嚴重超過了美國食品藥品監管局的規定。說明青皮紅肉魚是容易引起組胺中毒的魚類，但并不是唯一判斷標準。

不同水產品中產胺菌菌種存在差異，對生物胺的形成水平也會造成影響。研究發現，組胺產生菌的微生物種屬關系復雜，不同種類的組氨酸脫羧酶活性也有很大差別[27]。郝淑賢等[28]從鯖魚體內分離出7種疑似產胺類菌株，不同菌株產生的生物胺種類和含量差異很大，其中在35℃時，侵肺巴斯德氏菌生成的組胺含量最多，為9.08±0.69 mg/L；而楊健[29]等從鰹魚中分離篩選出兩種產組胺的芽孢桿菌，J2和J4菌株在25℃和30℃的最適產胺溫度下分別產生5.49 mg/L和12.47 mg/L組胺。其后他們[30]又從鮐魚中分離出4種產組胺的變形桿菌，在最適產胺溫度20℃下，組胺的產生量為1.641～ 4.661 mg/L。

同時，生物胺水平的增加是特定物種所特有的。據PRESTER等研究，在22±1 ℃將普通魷魚、麝香章魚、挪威龍蝦和貽貝貯藏24 h后，腐胺的含量從多到少依次為：魷魚＞章魚＞龍蝦＞貽貝[31]；在22 ℃下，貯藏12 h后，沙丁魚的組胺值達到67±11 mg/kg，而鯖魚則為40±11 mg/kg[32]；與魚類相比，頭足類和貝類等水產品中形成的組胺含量相對較低。雙殼類水產品中組胺與酪胺的含量一般也都低于魚類，但如存儲不當一些雙殼軟體動物體內的總體多胺水平可能相對較高（＞300 mg/kg）[17]。

3 水產品中生物胺含量的控制措施

3.1 水產品中生物胺的傳統控制技術

為了預防生物胺的產生和積累，傳統生物胺控制技術主要包括對產品進行前處理，進行低溫儲藏以及腌制處理等。前處理一般指對水產品在運輸和貯藏前進行相應清理步驟，如魚類表面的黏液、魚鰓及腸道內存在大量產胺菌在內的微生物，在儲存和運輸之前清洗魚的內臟和頭部可以抑制生物胺的形成[33]。儲存溫度作為影響生物胺形成的最重要因素，降低溫度能有效抑制產胺菌的生長與繁殖，可大幅減緩生物胺的形成，然而，降低水產品溫度并不是絕對的控制手段。這是因為某些嗜冷細菌也能產生脫羧酶，即使在適當的冷藏溫度下，脫羧酶也能導致生物胺的形成[12]。腌制處理方法由來已久，原料加工及儲存過程中的微生物污染是生物胺積累的主要原因。但由于腌制產品含鹽量高，如果腌制前原料新鮮未腐敗變質，則產胺微生物一般在加工和貯藏期間無法生長，因此，耐鹽的產胺微生物是腌制產品中生物胺積累的主要貢獻者。

3.2 水產品中生物胺的新興控制技術

控制水產品中生物胺的形成還可通過HHP（超高靜壓處理技術）、輻照技術、氣調包裝、微生物建模和使用食品添加劑等措施來實現，這些措施同樣主要是通過抑制細菌或某些脫羧酶活性來延緩食物中生物胺的形成。例如使用能降解生物胺的二胺氧化酶（DAO），以及利用擁有這種酶的細菌，是降解已經形成的生物胺的唯一潛在方法，并且不是目前公認的保存方法[34]。其中輻照技術涉及將食品暴露在電離輻射中，如X光、伽馬射線等。這些輻射作用于核酸并將抑制微生物的生長。相興偉[35]等對大管鞭蝦在輻照條件下進行處理，結果表明當其暴露在5 kGy的輻照劑量時，能對生物胺起到顯著的抑制作用。且在低溫條件下，使用輻照技術對生物胺的控制效果更加明顯，低溫與輻照相結合的方式可使產品的貨架期在一定程度上得到延長。同時，一些抑制物質如山梨酸鉀等添加劑也顯示出極好的生物胺抑制能力，例如組胺的產生可以被2.0%的六偏磷酸鈉延遲[5]。

4 展 望

水產品中生物胺主要由微生物降解其蛋白質產生，生物胺的這種形成機制可作為魚糜、魚塊等冷鮮水產品質量和安全的一項重要檢測指標；而對于腌制或發酵魚制品，其生物胺含量則由微生物菌群組成決定。特定腐敗菌是導致水產品品質下降的重要原因，與水產品中生物胺的形成緊密相關，因此研究特定腐敗菌種群的生長代謝對探究水產品中生物胺的形成規律至關重要。今后，應從水產品中生物胺形成的規律及影響因素入手，研究開發高效的水產品保鮮技術如超高靜壓處理技術、輻照技術等，以控制水產品中生物胺形成，保障消費者食用安全。